DE2262137A1

DE2262137A1 - NICKEL-CHROME-IRON ALLOY WITH HIGH HEAT RESISTANCE AND HIGH PERFORMANCE

Info

Publication number: DE2262137A1
Application number: DE2262137A
Authority: DE
Inventors: Clas Erik Helmer; Rolf Harald Soederberg
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1971-12-21
Filing date: 1972-12-19
Publication date: 1973-07-05
Also published as: GB1398010A; US3826649A; FR2170521A5; SE355825B

Description

19. Dezember 1972 A 35372 B/FrDecember 19, 1972 A 35372 B / Fr

Firma SANDVIK AKTIEBOLAG, Pack, 81101 Sandviken 1> SchwedenSANDVIK AKTIEBOLAG, Pack, 81101 Sandviken 1> Sweden

Niekel-Chrom-Eisen-Legierung mit hoher Hitzebeständigkeit und hoher ZeitstandfestigkeitNiekel-chromium-iron alloy with high heat resistance and high creep rupture strength

Die Erfindung betrifft eine Ni-Cr-Fe-Legierung, die bei hohen Temperaturen verwendbar ist.The invention relates to a Ni-Cr-Fe alloy that is used in can be used at high temperatures.

Legierungen auf der Basis von 20$ Cr und 30$ Ni, Rest im wesentlichen Eisen werden in den petrochemischen und Kohlenwasserstoff verarbeitenden Industrien insbesondere für Rohre und Ofen bzw. Kesselteile verwendet.Alloys based on $ 20 Cr and $ 30 Ni, remainder essentially iron are in the petrochemical and hydrocarbon processing industries used in particular for pipes and furnace or boiler parts.

Es ist bereits versucht worden, die ständig steigenden Anforderungen bezüglich Zeitstandfestigkeit und Hitzebeständigkeit solcher Legierungen, z.B. durch zusätzliche Legierungsbestandteile oder höhere Legierungszusätze, zu erfüllen.Attempts have already been made to meet the ever increasing requirements with regard to creep strength and heat resistance of such alloys, e.g. through additional alloy components or higher alloy additions.

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So ist es z.B. bekannt, daß ein Zusatz an-W durch Lösungshärtung die Zeitstandfestigkeit bei Legierungen auf der Basis von 20$ Cr und j50 % Ni erhöht. Unter anderem wurde mit Hilfe von Dauerstandversuchen bei verhältnismäßig kurzen Zeiten (z.B. etwa 1000 Stunden)festgestellt, daß die Dauerstandfestigkeit bei 900⁰C besonders stark bei W-Gehalten über 4 % anstjqg.It is known, for example, that an addition of -W increases the creep rupture strength in alloys based on $ 20 Cr and 50 % Ni through solution hardening. Among other things, it was found (approximately 1000 hours, for example) by means of creep tests at relatively short time that the creep rupture strength at 900 ⁰ C anstjqg particularly strong in W-contents above 4%.

Auf Grund dieser Ergebnisse sind Legierungen mit verhältnismäßig hohen W-Gehalten und erhöhten Gehalten an hauptsächlich Ni und Co hergestellt worden, die im Vergleich zu den früher bekannten Legierungen auf der Basis von 20 % Cr und 30 % Nl eine verbesserte Zeitstandfestigkeit aufweisen.On the basis of these results, alloys with relatively high W contents and increased contents of mainly Ni and Co have been produced which have an improved creep rupture strength compared to the previously known alloys based on 20% Cr and 30 % Ni.

Ein Nachteil dieser neueren Legierungen bestand jedoch in den verhältnismäßig hohen Kosten in-folge der erhöhten Legierungsbestandteile und ln-folge der verhältnismäßig umständlichen Herstellung. A disadvantage of these newer alloys, however, consisted in the relatively high costs as a result of the increased alloy components and as a result of the relatively laborious production.

Nach einem anderen Verfahren zur Verbesserung der Zeitstandfestigkeit der Legierungen auf der Basis von 20$ Cr und ~*>0% Ni wurde der C-Gehalt erhöht, und zwar zum Teil in Verbindung mit einem erhöhten Ti-Gehalt. Dieses verfahren zur Verbesserung der Zeitstandfestigkeit ist verhältnismäßig billig und führt zu einem beträchtlichen Anstieg der Zeitstandfestigkeit bei kurzen Betrieftszeiten. Ein Nachteil dieser Legierungsarten ist jedoch,In another method to improve the creep rupture strength of the alloys based on 20 $ Cr and ~ *> 0% Ni, the C content was increased, in part in connection with an increased Ti content. This process for improving the creep rupture strength is relatively cheap and leads to a considerable increase in the creep rupture strength with short operating times. However, a disadvantage of these types of alloys is

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daß bei längeren Betriebszeiten die Zeitstandfestigkeit schnell abnimmt, zumindest bei höheren Betriebstemperaturen, die normalerweise wegen der Überalterung der Karbid-Partikel von Interesse sind. Somit ergibt sich für die normalerweise geforderten BetrJebszeiten nur eine unbedeutende Verbesserung der Zeitstandfestigkeit. Es ist nun festgestellt worden, daß es möglich ist, lediglich durch Zusatz von nur etwa 2 bis K% W zumindest die
gleiche Zeitstandfestigkeit wie bei denjenigen Legierungen zu erreichen, die, basierend auf der Lösungshärtung, höhere Gehalte an W, Ni und Co enthalten. Der Grund hierfür Itegt wahrscheinlich darin, daß die höheren Gehalte an Ni und Co, die
zur Verbesserung der Löslichkeit von W zugefügt wurden, die
Zeitstandfestigkeit durch Erhöhung der Beweglichkeit der Zersetzungen verringern. Es wurde festgestellt, daß durch Zusatz von höchstens 3,5$>;W, vorzugsweise wenigstens 2_S5$ W, zu den
20 Co - 30 Ni - Basislegierungen die Zeitstandfestigkeit verbessert wurde, wobei aber keine Verminderung der Kriechdehnung beobachtet wurde.that with longer operating times the creep rupture strength decreases rapidly, at least at higher operating temperatures, which are normally of interest because of the overaging of the carbide particles. This results in only an insignificant improvement in the creep strength for the normally required operating times. It has now been found that it is possible, by adding only about 2 to K% W, at least that
to achieve the same creep rupture strength as with those alloys which, based on solution hardening, contain higher contents of W, Ni and Co. The reason for this is probably that the higher contents of Ni and Co that
were added to improve the solubility of W, the
Reduce the creep strength by increasing the mobility of the decompositions. It was found that by adding at most 3.5 $>; W, preferably at least 2 _S 5 $ W, to the
20 Co-30 Ni-based alloys, the creep rupture strength was improved, but no reduction in the creep strain was observed.

Die Erfindung enthält auch eine Kombination, wie den Zusatz von W und eine Erhöhung der Gehalte an C und Ti. Diese
Variante der neuen Legierung kann verwendet werden, wenn eine noch höhere Zeitstandfestigkeit benötigt wird und wenn eine gewisse Verminderung der Kriechdehnung in Kauf genommen werden kann. Die überraschende Eigenschaft dieser Legierung besteht darin, daßThe invention also includes a combination such as adding W and increasing the contents of C and Ti. These
Variants of the new alloy can be used if an even higher creep strength is required and if a certain reduction in creep strain can be accepted. The surprising property of this alloy is that

die durch die erhöhten Gehalte an C und Ti erhaltene verbesserte Zeitstandfestigkeit nicht bei verlängerten Betriebszeiten abnimmt, im Gegensatz zu den früher bekannten Legierungen mit erhöhtem Gehalt an C und Ti, jedoch ohne Zusatz an W* Offenbar verhindert durch irgendeinen Zusammenhang der W-Zusatz die Geschwindigkeit der Überalterung der Karbidteilchen oder verringert diese zumindest. Der W-Zusatz bei den Legierungen mit hohem C-und Ti-Gehaltyerhöht somit die Zeitstandfestigkeit auf zwei Wegen, nämlich durch Mischkristallhärtung und durch Gegenwirkung gegen die Überalterung der Karbidteilchen.the improved creep rupture strength obtained through the increased contents of C and Ti does not decrease with prolonged operating times, in contrast to the previously known alloys with increased content of C and Ti, but without the addition of W * Apparently by some connection, the W addition prevents or reduces the rate of overaging of the carbide particles this at least. The addition of W in the alloys with a high C and Ti content thus increases the creep strength two ways, namely by solid solution hardening and by counteracting the overaging of the carbide particles.

Die erfindungsgemäße Legierung enthält in Gewichtsprozent folgende Bestandteile:The alloy according to the invention contains the following components in percent by weight:

von Spuren bis zu 0,40^ C, 20 - 35^ Ni, 15 - 25$ Cr, 2 - 4$ W, 0,2 - l,6# Ti, 0,2 - 1,0$ Al, höchstens 1% Si, höchstens ~5% Mn, 0 - 0,\% B und Rest Eisen neben normalen Verunreinigungen. Neben einer guten Hitzebeständigkeit und hoher Zeitstandfestigkeit besitzt die Legierung eine gute Verformbarkeit, und es sind versprödende Phasen in merkbarem Maße nicht vorhanden.of traces up to 0.40 ^ C, 20 - 35 ^ Ni, 15 - 25 $ Cr, 2 - 4 $ W, 0.2 - l, 6 # Ti, 0.2 - 1.0 $ Al, at most 1 % Si, at most ~ 5% Mn, 0-0, \% B and the remainder iron in addition to normal impurities. In addition to good heat resistance and high creep rupture strength, the alloy has good ductility, and there are no noticeable amounts of embrittling phases.

Es ist festgestellt worden, daß der optimale W-Gehalt bei Arbeitstemperaturen um 900⁰C bei etwa 3% liegt. Bei höheren Gehalten an W wird eine erhöhte Zeitstandfestigkeit bei kurzenIt has been found that the optimum W content at working temperatures around 900 ^° C. is approximately 3% . With higher contents of W, an increased creep rupture strength is achieved with short

- 5 . 309827/0790 - 5th 309827/0790

Arbeitszeiten erreicht, aber bei längeren Arbeitszeiten ist die Zeitstandfestigkeit im Vergleich zu der Legierung mit W verringert, und zwar wegen der Ausscheidung von versprödenden Phasen. Bei Arbeitstemperaturen über 1000⁰C kann der W-Gehalt auf etwa k% erhöht werden. Ein niedrigerer W-Gehalt als ergibt normalerweise kei ne vollständige Mischkristallhärtung.Working times achieved, but with longer working times the creep rupture strength is reduced compared to the alloy with W, due to the precipitation of embrittling phases. At working temperatures above 1000 ^° C., the W content can be increased to about k%. A lower W content than normally does not result in complete solid solution hardening.

In der niedrigen C-Qualität der neuen Legierung beträgt der C-Gehalt höchstens 0,15$ und mindestens 0,05$.» was in der gleichen Größenordnung liegt wie für die normale Legierung 800. Bei diesem Kohlenstoffgehalt ist die Kriechdehnung etwa die gleiche wie für die Legierung 800. Bei diesem Kohlenstoffgehalt sollte das Lösungsglühen bei einer Temperatur von etwa 1150⁰C erfolgen, damit die TiC-Teilchen vollständig aufgelöst werden.In the low C quality of the new alloy, the C content is a maximum of $ 0.15 and a minimum of $ 0.05. » which is in the same order of magnitude as for the normal alloy 800. With this carbon content, the creep strain is approximately the same as for the alloy 800. With this carbon content, the solution annealing should be ^{carried out at a temperature of about 1150 °} C. so that the TiC particles are completely removed to be resolved.

Bei höheren C-Gehalten als etwa 0,15$* vorzugsweise,bei C-Gehalten von höchstens 0,>5$ und mindestens 0,20$, muß die Temperatur für das Lösungsglühen für die Lösung des TiC erhöht werden, um eine maximale Zeitstandfestigkeit zu erhalten. So sollte bei einem C-Gehalt von etwa 0,2$ die Temperatur für das Lösungsglühen etwa 1250⁰C betragen.With higher C contents than about 0.15 $ *, preferably with C contents of at most 0,> 5 $ and at least 0.20 $, the temperature for the solution annealing for the solution of the TiC must be increased to achieve a maximum creep rupture strength to obtain. For example, with a C content of about 0.2 $, the temperature for the solution heat treatment should be about 1250 ^° C.

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-υ--υ-

ΤΙ sollte vorzugsweise in stöchiometrischem Verhältnis zum C-Gehalt zugefügt werden, also etwa k χ C, um eine maximale Zeitstandfestigkeit und Verformbarkeit zu erhalten.ΤΙ should preferably be added in a stoichiometric ratio to the C content, i.e. about k χ C, in order to obtain maximum creep strength and deformability.

Eine entsprechende Wirkung bezüglich der Lösungshärtung und des Oxydationswiderstandes kann auch erreicht werden durch einen Zusatz an Al. Ein besonders geeigneter Gehalt liegt bei 0,3 - o,8#.A corresponding effect in terms of solution hardening and oxidation resistance can also be achieved by adding Al. A particularly suitable content is included 0.3 - 0.8 #.

Im Hinblick auf die Hauptlegierungselemente Ni und Cr ist zu sagen, daß insbesondere Nickel zu einer stabilen austenitischen Struktur beiträgt, während Chrom der Legierung im wesentlichen einen guten Oxydationswiderstand und einen hohen Widerstand gegen Aufkohlen gibt. Ni-Gehalte unterhalb etwa 20$ werden im allgemeinen nicht verwendet wegen der Gefahr der Instabilität und der Bildung von versprödender Sigma-Phase. Bei geringen Anforderungen an den Oxydationswiderstand hat es sich aber als ausreichend herausgestellt, einen Nickel-Gehalt von 20 - 25# vorzusehen. Bei den normalerweise bestehenden hohen Anforderungen muß aber ein Ni-Gehalt von wenigstens 25$ verwendet werden. Der Gehalt an Cr muß gut eingestellt werden im Hinblick auf die Tatsache, daß ein erhöhter Gehalt zu einer ungünstigen Bildung von Sigma-Phase führt. Ein optimaler Gehalt in Bezug auf den Oxydationswiderstand und auch in Bezug auf die Bildung von Sigma-Phase liegt, wie sich herausgestellt hat, bei wenigstens 19# und vorzugsweise höchstens 27>% Cr.With regard to the main alloying elements Ni and Cr, it can be said that nickel in particular contributes to a stable austenitic structure, while chromium essentially gives the alloy a good oxidation resistance and a high resistance to carburization. Ni contents below about $ 20 are generally not used because of the risk of instability and the formation of embrittling sigma phases. In the case of low demands on the oxidation resistance, however, it has been found to be sufficient to provide a nickel content of 20-25 #. With the high requirements that normally exist, however, a Ni content of at least $ 25 must be used. The content of Cr must be well adjusted in view of the fact that an increased content leads to unfavorable formation of sigma phase. An optimal content with regard to the oxidation resistance and also with regard to the formation of sigma phase has been found to be at least 19 # and preferably at most 27>% Cr.

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Silizium und"Mangan können in Gehalten vorhanden sein,
die für diese Art von Legierungen normal ist. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere Si einen günstigen Einfluß auf den
Oxydationswiderstand hat. Jedes Legierungselement sollte wenigstens in einer Menge von 0,3$ vorhanden sein. Der Mangangehalt
sollte vorzugsweise bei höchstens 1,5$ liegen.Silicon and "manganese can be present in contents,
which is normal for this type of alloy. It has been shown that Si in particular has a beneficial influence on the
Has resistance to oxidation. Each alloying element should be present in at least an amount of $ 0.3. The manganese content
should preferably be no more than $ 1.5.

An normalerweise vorhandenen Verunreinigungen können S und P üblicherweise in Gehalten von höchstens je 0,015$ vorhanden
sein. Die Gehalte anderer möglicher Legierungselemente sollten
ebenfalls niedrig sein und als Verunreinigungen betrachtet werden. Es hat sich herausgestellt, daß Niob eine geringere Stabilisiernngswirkung hat als Ti und dazu neigt, versprödende Phasen zu bilden. Ein normaler Verunreinigungsgehalt ist etwa 0,1$ Nb. In den erfindungsgemäßen Legierungen ist Kobalt als Legierungszusatz von geringem Interesse. Es sind weder positive noch negative Wirkungen festgestellt worden. Infolge der hohen Kosten dieses Legierungselements sollten die Gehalte somit so niedrig wie möglich gehalten werden. Ein normaler Verunreinigungsgehalt liegt bei maximal 0,1$ Co.Of normally present impurities, S and P can usually be present in contents of at most $ 0.015 each
be. The contents of other possible alloying elements should
also be low and considered impurities. It has been found that niobium has a lower stabilizing effect than Ti and tends to form embrittling phases. A normal impurity level is around 0.1 $ Nb. In the alloys according to the invention, cobalt is of little interest as an alloy additive. Neither positive nor negative effects were found. Due to the high cost of this alloying element, the contents should therefore be kept as low as possible. A normal impurity content is a maximum of 0.1 $ Co.

Es ist an sich bekannt, daß B in geringen Mengen die Zeitstandfestigkeit normaler Legierungen verbessern kann. Ferner verbessert es die Verformbarkeit bei der Warmverformung und es beeinflußt die Karbidausscheidung in günstiger Weise. Es ist fest-It is known per se that B in small amounts the creep rupture strength normal alloys can improve. Further, it improves the deformability in hot working and it has an influence the carbide precipitation in a favorable manner. It is solid-

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gestellt worden, daß ein geeigneter Gehalt bei maximal 0,005$ B liegt.been asked that a suitable salary at a maximum of $ 0.005 B lies.

Die erfindungsgemäße Legierung ist insbesondere verwendbar für die Herstellung plastisch verformter Gegenstände, wie Rohre, Stäbe, Bleche, Schmiedestücke usw.The alloy of the present invention is particularly useful for the production of plastically deformed objects such as pipes, rods, sheets, forgings, etc.

Wie früher erwähnt, sind die petrochemische und die Wasserstoff verarbeitende Industrie wichtige Verbraucher. Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Legierung hier besonders hochwertige Eigenschaften hat, und zwar insbesondere bei der Verwendung für Rohre für die Dampfumformung von Kohlenwasserstoff, in welchem Prozeß Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxyd gebildet wird. Das Material hat ähnliche Anwendung gefunden für sogenannte Ausgleichsrohre ("pig tail".tubes) und für Rohre in Äthylenöfen.As mentioned earlier, the petrochemical and the hydrogen manufacturing industry major consumers. It has been shown that the alloy according to the invention is of particularly high quality here Has properties, especially when used for pipes for the steam conversion of hydrocarbons, in which process hydrogen and carbon monoxide is formed. The material has found a similar application for so-called equalizing tubes ("pig tail" .tubes) and for pipes in ethylene stoves.

Charakteristisch für die erfindungsgemäße Legierung ist der besonders hohe Widerstand gegen Kriechen bei Temperaturen oberhalb 700⁰C und vorzugsweise auch 800°C unter erheblicher mechanischer Beanspruchung und stark korrosiven Bedingungen gewesen. Es ist auch festgestellt worden, daß die Legierung den gleichen guten Widerstand gegen thermische Ermüdung und eine hohe Verformbarkeit aufweist wie die Basislegierungen mit 20 Cr - 30 Ni, d.h. "Legierung 8OO".A characteristic feature of the inventive alloy of the particularly high resistance to creep at temperatures above 700 ⁰ C and preferably 800 ° C under considerable mechanical stress and highly corrosive conditions has been. It has also been found that the alloy has the same good resistance to thermal fatigue and high ductility as the base alloys with 20 Cr-30 Ni, ie "alloy 8OO".

- 9 309827/0790 - 9 309827/0790

Das folgende Beispiel zeigt die Ergebnisse, die bei der Dauerstanduntersuchung der erfindungsgemäßen Legierungen erreicht wurden. Die Legierungen (Nr. 1 und Nr. 2) wurden verglichen mit der Standardlegierung "Legierung 800" auf der Basis von 20Cr - 30 Ni. Die Zusammensetzung des Untersuchungsmaterials ergibt sich aus Tabelle I.The following example shows the results obtained in the fatigue test of the alloys according to the invention became. The alloys (No. 1 and No. 2) were compared to the standard "Alloy 800" alloy on the base from 20Cr - 30 Ni. The composition of the study material results from table I.

Tabelle I - Chemische Analysen des TestmaterialsTable I - Chemical analyzes of the test material

Legierung Nr.Alloy no. CC. 1111 SiSi 6060 MnMn 5555 CrCr 55 NiNi 99 WW. 9595 TiTi 4545 AlAl 2323 BB. 005005 FeFe l^x l ^x 0,0, 2121 0,0, 58·58 · 0,0, 5555 20,20, 77th 29,29 99 2,2, 1414th 0,0, 9292 0,0, 2828 0,0, 011011 Restrest 2^X 2 ^X 0,0, 0505 0,0, 5555 0,0, 5555 ²¹' ²¹ ' 00 30,30, 00 5,5, 0,0, 3535 0,0, 3030th 0,0, -- Restrest Legierung 8Oc?
IAlloy 8Oc?
I. 0,0, 0,0, 0,.0 ,. 21,21 31,31, -- 0,0, 0,0, Restrest

Remarks

x) Erfindungsgemäße Legierungen (mit geringem bzw» hohem Gehalt an Kohlenstoff),
xx) Im Bezugsmaterial (Nennanalyse)x) Alloys according to the invention (with low or »high carbon content),
xx) In the reference material (nominal analysis)

Die Vorbereitung des Materials umfaßte zunächst das Schmelzen und Gießen bei etwa l600°C, worauf die erhaltenden Blöcke (Durchmesser etwa 150 mm) auf etwa 105O⁰C erhitzt und durch Schmieden zu Stangen bearbeitet wurden (Durchmesser etwa 20 - 25 mm). Von diesen Stangen wurden Untersuchungsproben für die Dauerstandfestigkeit hergestellt. Das Material wurde warmbehandelt mittels The preparation of the material initially included melting and casting at about l600 ° C, (about 150 mm diameter), heated and then the sustaining blocks to about 105O ⁰ C and were worked by forging to bars (diameter about 20-25 mm). Test specimens for creep strength were prepared from these bars. The material was heat treated by means of

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.₁₀. 226213?. ₁₀ . 226213?

Lösungsglühen,gefolgt durch schnelle Abkühlung (1150⁰C bzw.Solution heat treatment, followed by rapid cooling (1150 ⁰ C resp.

1250⁰C, 30 Min1250 ⁰ C, 30 min

Die Dauerstandsuntersuchung umfaßte unter anderem die Bestimmung der Zelt bis zum Bruch bei verschiedenen Belastungen und die Messung der Dehnung und der Flächenreduktion nach dem Bruch.The endurance test included, among other things, the determination of the tent to break under various loads and the measurement of elongation and area reduction after breakage.

Die Ergebnisse der Dauerstandsuntersuchung bei 900⁰C sind in Tabelle II zusammengefaßt. Die Ergebnisse der Dauerstandsuntersuchung sind auch in dem Diagramm in Fig. 1 dargestellt, das den Zusammenhang zwischen der Spannung ( <f ) in kp/mm und der Zeit bis zum Bruch (t) in Stunden zeigt.The results of the endurance test at 900 ^° C. are summarized in Table II. The results of the endurance test are also shown in the diagram in FIG. 1, which shows the relationship between the tension ( <f ) in kp / mm and the time to break (t) in hours.

- 11 -- 11 -

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Tabelle II - Ergebnisse der Dauerstandsuntersuchung bei 900 CTable II - Results of the endurance test at 900 ° C

Legierung
Nr.alloy
No. WärmebehandlungHeat treatment Spannung
kp/mmtension
kp / mm Zeit bis zum
Bruch (Std.)Time until
Break (hrs.) Dehnung
% strain
% Flächen
reduktionSurfaces
reduction 1
11
1 Lösung 1150⁰C
50 Min. Abschreit
kung, H₃O
ItSolution 1150 ⁰ C
50 min. Pawing off
kung, H ₃ O
It 4,0
3,0,4.0
3.0, I
255
1006 I.
255
1006 39,7
50', 3 39.7
50 ', 3 62
5762
57 "1"1 HH 2,52.5 21252125 26,426.4 3333 11 ttdd 2,02.0 55165516 45,145.1 3636 11 ttdd 1,51.5 läuft
nochruns
still 22 Lösung 1250⁰C
50 Min. Ab
schreckung HgOSolution 1250 ⁰ C
50 min
fright HgO 564564 15,415.4 1414th 22 ItIt '3'3 17541754 20,720.7 1515th 22 ItIt • 9657• 9657 12,312.3 1818th 22 ItIt 22 läuft
nochruns
still 22 ttdd 1,5 ■1.5 ■ ttdd

226213?226213?

2 ' · In Pig. 2 ist die Dauerstandfestigkeit (d in kp/mm )2 'In Pig. 2 is the creep strength ( d in kp / mm)

bei 90O⁰C bei einem Bruch nach 100 000 Stunden angegeben als Funktion des Wolframgehaltes (W#). Die Untersuchungsmaterialien waren eine Legierung auf der Basis 20 Cr - JO Ni mit verschiedenen Zusätzen an W (mit χ bezeichnete Punkte) und Legierung Nr. 1 ( mit ο bezeichneter Punkt.)at 90O ⁰ C with a break after 100,000 hours given as a function of the tungsten content (W #). The test materials were an alloy based on 20 Cr - JO Ni with various additions of W (points marked with χ) and alloy No. 1 (point marked with ο.)

Aus den Ergebnissen zeigt sich, daß ein Zusatz von nur etwa 3$ W bei langen Zeiten (oberhalb 10 000 Stunden) die höchste Zeitstandfestigkeit ergeben hat. Es ist somit möglich gewesen, eine um etwa 60# höhere Zeitstandfestigkeit (für 100 000 Stunden bei 900⁰C) im Vergleich zu der Legierung mit 20Cr - 30 Ni bei einer sehr mäßigen Erhöhung des Legierungsbestandteiles (d.h. des Preises) zu erhalten. Die erfindungsgemäße Legierung mit niedrigem Kohlenstoffgehalt (Nr. l) hat ungefähr die gleiche Zeitstandfestigkeit gezeigt wie beträchtlich teurere und kompliziertere Legierungen.The results show that an addition of only about 3 $ W gave the highest creep rupture strength over long periods (above 10,000 hours). It was thus possible higher by about 60 # creep strength (for 100 000 hours for 900 ⁰ C) compared to the alloy with 20Cr - get 30 Ni at a very moderate increase in the alloy component (ie the price). The low carbon alloy of the present invention (No. 1) has demonstrated approximately the same creep rupture strength as considerably more expensive and complex alloys.

Die Ergebnisse zeigen auch, daß die Variante mit hohem Kohlenstoffgehalt (Nr. 2) eine um 45$ höhere Zeitstandfestigkeit erreicht hat als die Variante (Nr. 1) mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Die Verformbarkeit ist natürlich niedriger (von Nr. 2), jedoch durchaus annehmbar. Eine notwendige Bedingung für eine ausreichende Verformbarkeit sollte ein Zusatz von Ti in stöchiometrischem Verhältnis sein.The results also show that the variant with high carbon content (No. 2) had a $ 45 higher creep rupture strength than the variant (No. 1) with low carbon content. The deformability is of course lower (from No. 2), but quite acceptable. A necessary condition for sufficient deformability should be an additive of Ti in a stoichiometric ratio.

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Claims

PATENT CLAIMS

1. Nickel-chromium-iron alloy with high heat resistance and high creep strength in connection with good deformability under long-term stress, characterized in that that the alloy contains in percent by weight;

of tracks up to 0.40 $ C,

$ 20- $ 35 Ni

$ 15-25 cr 2 - 4 $ W

0.2 - 1.6 $ Ti

0.2 - 1.0 $ Al at most 1 $ Si
at most, 3 $ mn

0 - 0.01 $ B remainder iron and normal impurities.

2.. Alloy according to claim 1, characterized in that that the W content is at most $ 3.5 and preferably at least $ 2.5.

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- i4 -

3. Alloy according to claim 1 or 2, characterized in that that the C content is at most $ 0.15.

4. Alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the C content is at least $ 0.05 amounts to.

5. Alloy according to one of the preceding claims » characterized in that the Ti content is about 4 χ as high how the C-content is.

6. Alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Al content is 0.3 - Qβ% .

7. Alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Ni content is at least $ 25.

8. Alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Cr content is at least 19 $ and is preferably $ 23 or less.

9. Alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Si content is at least $ 0.3.

309827^0"79O309827 ^ 0 "79O

10. Alloy according to one of the preceding claims, characterized in that the Mn content is at least $ 0.3 and is $ 1.5 or less.

11. Alloy according to one of claims 1 to 2 and 5 to 10, characterized in that the C content is at most $ 0.35 and is at least $ 0.20.

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